Materialshunoslik
Yüklə 3,83 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
ANNOTATION This textbook is developed for students of 5112100 - "Technological Education" on the basis of the current subject program "Materials Science" (Materials Science and Construction Materials). The subject and tasks of science, its history, development, role in technological education are described in detail. Detailed information on the structure and properties of materials, the basics of the theory of alloys, iron and carbon alloys, non-ferrous metals, powdered materials, processing of metal and polymeric materials, which should be mastered in lectures and independent study. contains theoretical material. The textbook is available for students and faculty of 5112100 - Technological Education. 4 KIRISH Fan-texnika taraqqiyoti natijasida iqtisodiyot va mashinasozlik sanonti jadal rivojlanmoqda. Iqtisodiyot va sanoatning rivojlanishi mustahkamligi yuqori, ishlatishga qulay, arzon, puxta materiallarni izlab topish va ularning chidamliligini oshirish ustida jiddiy izlanishlar olib borishni taqozo etadi. Materiallar qotishmalarining tarkibi, tuzilish va xossalari shuningdek, ularning tuzilishi bilan xossalari orasidagi bog’lanishlar hamda puxtalash usullarini o‘rganadigan fan materialshunoslik deyiladi. Kundalik hayotimizda materiallar ichida eng ko‘p metall ishlatiladi. Metallar insoniyatga qadim zamonlardan ma’lum bo‘lib, kishilik jamiyati moddiy madaniyatining rivojlanishida g‘oyat katta o'rin tutadi. Darhaqiqat, iqtisodiyotning metall ishlatilmagan biron bir sohasi yo‘q. Mashina detallari uchun material tanlash masalasi va ularga ishlov berish texnologik jarayonida bir- biriga zid bo‘lgan masalalar mavjud. Masalan, uzoq muddat davomida xavf-xatarsiz ishlashni ta’minlay oladigan mashina-mexanizmlar yaratishda qo‘llaniladigan detallar arzon, ixcham, bejirim, puxta bo‘lishi bilan bir qatorda yuqori sifatli materiallardan tayyorlanishi lozim. Qadim-qadim zamonlarda odamlar tosh, suyak kabi materiallaridan ish quroli sifatida ishlatishgan. Bu materiallarni qayta ishlab, qayta ishlov berishda va ov qurollari yasashda foydalanganlar. Asta-sekin yog'och, teri va loy kabi materiallardan foydalanish o‘zlashtirilgan. Bronza davrida metallurgiya sanoati paydo bo‘lgan. Metall qotishmalarining tarkibini o‘zgartirib, ularning xossalarini boshqarish mumkinligi ma’lum bo‘ldi va bu amaliyotda ishlatila boshlandi. Temir davriga kelib Osiyoda, O’rta Yer dengizi atrofida va Xitoy hududlarida ilk bor metallarni qayta ishlaydigan korxonalar vujudga kela boshladi. O‘rta Yer dengizi havzasida bronza asridayoq temir keng qo’llanilganligini amerikalik olim Jeyn Ualdbaum ishonchli dalillar bilan isbotlab berdi. Ammo uning tarkibida uglerod miqdori kam bo‘lganligidan u sifat jihatidan bronzaga tenglasha olmagan va asosan oshxona anjomlari tayyorlash uchun material bo‘lib xizmat qilgan. Qadimgi Tailand aholisi temir bilan eramizdan taxminan 1600 yil avval tanish bo‘lgan. Qadimgi Yapon metallurglari bundan bir yarim ming yil ilgari ham temir olish usulini bilishgan, ular 5 uchun tarkibida juda ko‘p miqdorda temir bo‘lgan oddiy qum temir ishlab chiqarishda dastlabki xomashyo bo‘lgan (Okayama prefekturasi). Qadimgi greklar esa metallarni ikkilamchi xomashyo sifatida ishlatishga yetarlicha e’tibor berishgan (3000 yil oldin). Afrikadagi Viktoriya ko‘lining g‘arbiy sohilida bundan 2000 yil muqaddam metall suyuqlantirilgan 13 ta metallurgiya pechlari topilgan bo‘lib, ularda havo puflash yo‘li bilan po‘lat olishga imkon bergan. Suv va havoning ishlatilishi metallshunoslik sanoatida yangi bosqichning rivojlanishida asos bo‘ldi. Metallni eritib, uni tozalash, puflash uchun havodan foydalanish, suyuqlantirilgan metallar haroratini oshirishga imkon yaratdi. Natijada metallar zararli qo‘shimchalardan tozalanib, ularning sifati yaxshilandi. 1856-yilda G. Bessmer, 1878-yilda S.Tomas va 1864-yilda P.Marten po‘lat olishning yangi usullarini yaratishdi. 1856-yilning 12- fevralida ingliz ixtirochisi Genri Bessmer suyuqlantirilgan cho‘yanni havo bilan dam berib tozalagani uchun patent oldi. «Men shuni ixtiro qildimki, deb yozgan edi Bessmer, agar metallga yetarli miqdorda atmosfera havosi yoki kislorod kiritilsa, u suyuq metall zarrachalarining kuchli yonishiga sabab bo‘ladi, temperaturani saqlab turadi yoki uni shu darajagacha oshiradiki, bunda metall cho‘yan holatidan po‘lat holatiga yoki bolg‘alanuvchi temir holatiga o‘tish vaqtida yoqilg‘i ishlatilmasdan suyuq holida qoladi». Jahon metallurgiyasi rivojida juda katta hissa qo‘shgan, iste’dodli ingliz ixtirochisi nomini texnika tarixiga abadiy yozilishiga sabab bo‘lgan quyma po‘lat olishning bu yangi usuli hayotda shu tariqa o‘ziga yo‘l ochgan edi. Rus olimi P.P.Anosov metallarning xossalari ularning kristall tuzilishiga bog‘liqligini aniqladi va birinchi bo‘lib, metallarni ichki tuzilishini o‘rganishda mikroskopdan foydalandi. Yuqori sifatli po‘lat olishda, ayniqsa P.Panosovning xizmatlari katta. Materialshunoslik fanining rivojlanishida rus olimi D.K. Chernovning fazalar o‘zgarishi haqidagi nazariyasi juda katta turtki bo’ldi. Temir uglerodli qotishmalarni va termik ishlov berish protsesslarini o‘rganish 1868-yilda e’lon qilingan D.K. Chernovning «Lavrov va Kalakutsiyning po‘lat va po’latdan ishlangan obzori hamda ushbu soha bo‘yicha D.K. Chernovning o‘z tadqiqotlari» maqolasi bilan boshlanadi. D.K.Chernov birinchi bo‘lib po‘latda kritik nuqtalar borligini ko‘rsatdi va temir-sementit diagrammasi haqida dastlabki tushunchani berdi. Keyinchalik temir- uglerodli qotishmalarni qurishga F.Osmond, Le-Shatele (Fransiya), 6 R.Austen (Angliya), A.A.Baykov va N.T.Gudsov (Rossiya), Rozenbaum (Gollandiya), P.Gerens (Germaniya) va boshqalarninng ishlari bag‘ishlandi. Nemis olimi Ledeburning metallar strukturasi tushunchasi, ingliz fiziklari F. Laves hamda V. Yum-Rozerning yangi turdagi fazalarini kashf etishi fan rivojida katta hissa qo’shdi. Ichki yonuv dvigatellari kashf etilishi mashinasozlik, avtomobilsozlik, samolyotsozlik va raketasozlik sanoatlari rivojlanishida muhim asos bo’ladi. Tabiiyki, sanoatning rivojlanishi yangi materiallar yaratish, ularning xossalarini yaxshilash ustida tinmay izlanishlar olib borishni talab etdi. Natijada takomillashgan domna pechlari, po’lat eritiladigan marten pechlari barpo etildi. Po’latlarni payvandlash mumkinligini N.N. Benardos va N.G. Slavyanovlar ilmiy nuqtayi nazardan isbotlab berdilar. Rus olimi A.M. Butlerov tomonidan 1881-yilda yaratilgan jismlarning kimyoviy tuzilish nazariyasi asosida quyi molekulali organik kimyoviy moddalardan polimerlar olish mumkinligi isbotlandi. S.V. Lebedev 1909-yilda xossalari jihatidan tabiiy kauchukka yaqin materialni sun’iy ravishda oldi. Hozirgi vaqtda texnika rivojini sun’iy materiallarsiz tasavvur qilish qiyin. O‘tkazuvchanligi yuqori materiallar, yarimo‘tkazgichlar, sun’iy olmos hamda uglerod asosidagi boshqa materiallar kashf etildi. Domna pechlarida sodir bo‘ladigan oksidlanish-qaytarilish jarayonlari natijalarini hisobga olish mumkinligi, materiallar tuzilishi va texnologik jarayon haqidagi bilimlar yanada boyidi. Turli ferroqotishmalar olish, po’lat olishning elektrometallurgiya usullaridan foydalanish po’lat sifatini oshirdi va juda ko‘p legirlangan po’latlar olish imkoniyatini yaratdi. Qotishmalar mustahkamligini oshirishning yangi usullari kashf etildi. Termik-mexanik, mexanik- termik va ikki marta qayta kristallash usulida termik ishlov berish kabi ilg‘or texnologik jarayonlar yaratildi. Korroziyabardosh, olovbardosh, maxsus magnit xossalarga ega bo’lgan va malum geometrik shakllarni «esida» saqlab qoluvchi qotishmalar kashf etildi. O‘z-o‘zidan ravshanki, bunday materiallarga ishlov berish, murakkab muhandislik muammolarini yechishda materialshunoslik texnologiyasi muhim ahamiyat kasb etadi. Qolaversa, bu fan ko‘pgina muhandislik fanlariga boshlang‘ich asos bo’ladi. Kelgusida malakali xodimlar bo‘lib yetishishni niyat qilgan har bir talabadan materialshunoslik fanini puxta o’zlashtirish talab etiladi. |